基于Zig Bee的无线传感器网络大气监测系统设计

大气污染问题突出且日益严重,对大气环境实时准确地监测具有重大社会意义。现有的监测手段实时性差、维护困难,难以满足实际需求。针对上述情况,设计了一种基于Zig Bee技术的大气监测系统,并详细阐述了系统的整体框架结构和实现方案。系统包括无线传感器网络和远程监测中心2个部分。其中无线传感器网络包括传感器节点和网关节点。传感器节点以CC2530为核心搭建,负责采集大气环境数据并通过多跳方式将数据实时发送至网关节点;网关节点以LPC2138为核心搭建,负责汇总传感器节点的数据并通过GPRS实现与远程监测中心的通信。远程监测中心使用在Microsoft Visual C++6.0环境下编制的监测软件,通过网络模块完成数据接收、显示及存储,为用户提供一个友好的人机界面。

基于支持向量机的香水识别电子鼻系统设计

针对电子鼻在化妆品领域的应用推广问题,研制了一套用于香水识别的电子鼻系统。该系统主要包括数据采集,信号调理,特征提取和模式识别。硬件以微控制器dsPIC30F6014A为核心,根据香水气味合理地选择了3个广谱型气敏传感器,并加入温湿度传感器;软件利用基于COM组件的VC和Matlab混合编程,设计并实现了内嵌模式识别算法的上位机监控软件,并发布成可执行文件。模式识别采用支持向量机(SVM:Support Vector Machine)方法,相比PCA(Principal Component Analysis)、神经网络等算法提高了小样本情况下的泛化性能。利用该系统对4种香水进行训练、识别,分类准确率达92%,检测结果表明,该电子鼻系统在香水识别方面具有较高的准确性和稳定性。

基于STM32RBT6的便携式甲烷浓度检测仪

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测,设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、片上集成高精度数模转换电路、铁电存储器、集成USB(Universal Serial Bus)接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高,通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线,整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试,配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、提升了检测系统给的性能。

用于中药人参品类鉴别的算法研究及硬件实现

为提高人参品类的鉴别效果,研制了一套智能化自动检测系统。该系统硬件主要包括气体传感器阵列的驱动电路、信号调理和数据采集电路、信息处理单元电路、进气部分电路控制电路、外部接口电路。该系统使用主成分分析(PCA:Principal Component Analysis)与支持向量机(SVM:Support Vector Machine)相结合的算法实现对人参品类的鉴别,同时利用PID(Proportion Integral Differential)算法实现对气室温度的智能控制,提高了气体传感器的稳定性和精确度。使用该系统对红参、白参、西洋参、太子参、三七(小人参)以及外形与气味相似的天花粉进行了多组测试。实验结果表明,该系统对人参品类的鉴别具有较高的准确度,并且操作简单、成本低廉,具有良好的应用前景。